課程設計報告
課程名稱：智慧型儀器課程設計
題目：基於51微控制器錄音筆設計
學院系：過程裝備與測控工程
專業測控技術與儀器
班級測儀101
目錄摘要 2
1 語音錄放系統總體設計及主要晶元說明 3
1.1 總體方案論證 3
1.2 器件選擇 3
1.2.1 微控制器的選擇 3
1.2.2 語音晶元選擇 3
1.3 stc89c52晶元說明 4
1.3.1 stc89c52的功能特性概述 4
1.4 isd1420語音晶元 4
1.4.1 isd1420的引腳功能 5
1.4.2 isd1420的操作模式 5
1.4.3 isd1420的應用電路 8
1.5 lm386集成功率放大器晶元說明 8
1.5.1 lm386電子特性 8
1.5.2 lm386的引腳說明 9
2硬體電路設計 10
2.1系統硬體電路總體設計 10
2.2 stc89c51的外圍電路設計 10
2.2.1 晶振電路設計 10
2.2.2 復位電路設計 11
2.3 語音電路設計 12
2.4 功放電路設計 13
3 語音錄放系統軟體設計 15
3.1. 主要變數說明 15
3.2. 主程式工作原理及流程圖 15
3.3. 子程式流程圖及** 17
3.3.1 錄音子程式 17
3.3.2 放音子程式 18
3.4. 程式**： 18
結束語 21
附錄1 22
在社會高速發展的今天，由於人們生活學習工作的需要，錄音裝置在現在起著至關重要的作用。在智慧型儀器儀表或自動控制裝置中，增加語音功能能極大地提高人機介面的友好性，方便使用者操作。目前語音服務行業越來越廣泛，如電腦語音鐘、語音型數字萬用表、手機話費查詢系統、排隊機、監控系統語音報警以及公共汽車報站器等。
在許多場合，設計者需要將語音系統和微控制器結合在一起學習和了解錄音裝置的原理和結構，並且學習如何將語音合成、語音識別、語音儲存和回放技術和微控制器結合在一起。
常規的模擬化語音處理系統能實現語音的儲存與回放功能，但效果不是很好。。微控制器是系統的控制中心，它主要實現一方面控制按鍵識別和功能選擇；另一方面控制isd1420語音晶元的錄音和放音過程，實現語音的儲存和回放。首先給出了系統的硬體電路，接著結合硬體電路編寫了錄、放音控制程式，最後，對本設計進行總結與展望。
關鍵詞：stc89c52微控制器 isd1420語音晶元語音儲存
方案一：利用微控制器及其外圍硬體電路（如ad、da、儲存器等），就能完成語音頻號的數位化處理，實現語音的儲存與回放。系統主要由微控制器stc89c51、ad574、dac0832及閃速儲存器 at29c040組成。
其原理圖如圖1-1所示。聲音通過mic轉換成微弱的電訊號，經專用的音訊前置放大器放大後，由帶通濾波器濾波，輸出的訊號經ad轉換送入微控制器。微控制器控制將數碼訊號儲存在儲存器中，在需要放音時，微控制器控制數碼訊號從儲存器中讀出，經da轉換後輸出。
這種方法過程簡單，但是語音頻號容易受到外界干擾而失真，並且訊號的壓縮儲存比較複雜，硬體電路不宜除錯。
方案二：直接採用微控制器與專用的語音處理晶元isd1420設計實現語音儲存與回放，實現語音的整段錄放。該系統採用語音晶元處理語音頻號，抗干擾能力強，儲存方便，除錯簡單，還可以作為語音服務的子系統，所以選擇此方案。
下面，就針對此方案做具體的介紹。
微控制器是一種積體電路晶元，是採用超大規模積體電路技術把具有資料處理能力的**處理器cpu、隨機儲存器ram、唯讀儲存器rom、多種io口和中斷系統、定時器計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調變電路、模擬多路轉換器、ad轉換器等電路）整合到一塊矽片上構成的乙個小而完善的計算機系統。
在這裡考慮到以後的擴充套件，本次設計選擇了擴充套件介面較多的stc89c52，以便在需要的時候能夠公升級而擴充套件其他的功能。
語音晶元又稱語音ic，又被叫做聲音晶元。晶元的錄音功能包括adc和dac兩個過程，都是由晶元本身完成的，包括語音資料的採集、分析、壓縮、儲存、等步驟。它能夠將語音頻號通過取樣轉化為數字，儲存在ic的rom中，再通過電路將rom中的數字還原成語音訊號；而語音晶元放音功能實質上是乙個dac過程。
語音晶元根據積體電路型別來分，凡是與聲音有關係的積體電路被統稱為語音晶元，但是在語音晶元的大型別中，又被分為語音ic（這裡應該叫成speech ic）、**ic（這裡應該叫成music ic）兩種。目前，在市場上使用較為普遍的語音晶元如表1-1所示。
表1-1 常用語音晶元對比表
由上表可以看出，isd1420語音晶元的語音長度較長，工作電流和電壓也符合要求。因此，本次設計將採用isd1420作為系統的語音處理晶元參與工作。
stc89c52是stc公司生產的一種低功耗、高效能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統可程式設計flash儲存器。stc89c52使用經典的mcs-51核心，但做了很多的改進使得晶元具有傳統51微控制器不具備的功能。在單晶元上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統可程式設計flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。
具有以下標準功能： 8k位元組flash，節ram， 32 位io 口線，看門狗定時器，內建4kb eeprom，max810復位電路，3個16 位定時器計數器，4個外部中斷，乙個7向量4級中斷結構（相容傳統51的5向量2級中斷結構），全雙工序列口。另外 stc89c52 可降至0hz 靜態邏輯操作，支援2種軟體可選擇節電模式。
空閒模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器計數器、串列埠、中斷繼續工作。掉電保護方式下，ram內容被儲存，振盪器被凍結，微控制器一切工作停止，直到下乙個中斷或硬體復位為止。最高運作頻率35mhz，6t12t可選。
因為功能強大。stc89c52微控制器適合於許多較為複雜控制應用場合。
具有以下標準功能： 8k位元組flash，節ram， 32 位io 口線，看門狗定時器，內建4kb eeprom，max810復位電路，3個16 位定時器計數器，4個外部中斷，乙個7向量4級中斷結構（相容傳統51的5向量2級中斷結構），全雙工序列口。另外 stc89c52 可降至0hz 靜態邏輯操作，支援2種軟體可選擇節電模式。
空閒模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器計數器、串列埠、中斷繼續工作。掉電保護方式下，ram內容被儲存，振盪器被凍結，微控制器一切工作停止，直到下乙個中斷或硬體復位為止。最高運作頻率35mhz，6t12t可選。
1.4 isd1420語音晶元
採用isd系列語音晶元進行錄音是一種可行的方法，它有音質自然、單片儲存、反覆錄放、低功耗等優點。一塊 isd 晶元上整合有麥克風前置放大器（amp）、自動增益控制電路（agc）、抗混淆和平滑濾波器、模擬儲存陣列、揚聲器驅動器、控制介面和內部精確的參考時鐘，外部元件包括：液晶、麥克風、揚聲器、開關和少數電阻、電容，再加上電源和電池。
isd1420為美國isd公司出品的優質單詞組音錄放電路，由振盪器、語音儲存單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。乙個最小的錄放系統僅由乙個麥克風、乙個喇叭、兩個按鈕、乙個電源、少數電阻電容組成。錄音內容存入永久儲存單元，提供零功率資訊儲存，這個獨一無二的方法是借助於美國isd公司的專利--直接模擬儲存技術(dast tm)實現的。
利用它，語音和音訊訊號被直接儲存，以其原本的模擬形式進入eeprom儲存器.直接模擬儲存允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現。僅語音質量優勝，而且斷電語音保護。
1.4.1 isd1420的引腳功能
電源（vcca，vccd）晶元內部的模擬和數位電路使用不同的電源匯流排，並且分別引到外封裝上，這樣可使雜訊最小。模擬和數字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應量靠近晶元。
基於51微控制器課程設計報告
課題 基於51微控制器的數字溫度計設計 專業 電氣工程及其自動化 班級4學號12151688 姓名彭明闖 指導教師李敏 設計日期2014 6 3 成績 重慶大學城市科技學院電氣學院 基於51微控制器數字溫度計設計報告 一 設計目的作用 本設計是一款簡單實用的小型數字溫度計，所採用的主要元件有感測器d...
微控制器畢業設計
數字鐘燈設計 20 20 學年第學期 課題微控制器計時時鐘製作 設計人班級自動化 學號指導老師 起始時間第18週至第19周 課題任務書 2008 2009學1學期 學院名稱 溫州職業技術學院 一 緒論1 1.1微控制器簡介1 二 硬體系統設計方案3 2.1 時鐘電路的設計3 2.2復位電路的設計4 ...
基於STC89C51微控制器定時插座的設計與實現報告
摘要隨著家用電器的越來越普及和人們生活節奏的加快，人們對電器的依賴性進一步提高，對電器的定時需求也進一步增大。定時開關插座可用於電飯煲 飲水機 電視機 電腦 電動車電池的充電 定時開關電熱毯等需要定時供電的場合。定時開關插座的使用能夠做到節能 安全 方便等。本文介紹了一種基於stc89c51微控制器...